一種工業機器人的製作方法

2023-04-30 14:18:26

專利名稱：一種工業機器人的製作方法
技術領域：
本實用新型屬自動化機械領域，涉及一種工業機器人。
背景技術：
隨著生產自動化水平的不斷提高和工業機器人的廣泛應用，各種不同機械結構形式的工業機器人應運而生，如ABB、FANUC、Μ0Τ0ΜΑΝ等，國內也有一些產品化的機器人誕生， 但還沒有形成能夠產業化的產品。常見的串聯機器人受結構及傳動方式所限，所能實現的空間作業軌跡具有很大的局限性而且工作穩定性較低。
發明內容本實用新型目的在於克服串聯機器人作業死角、傳動誤差較大等問題，提供了一種作業可靠性較高、傳動方式更為穩定且能實現任意作業軌跡的工業機器人。本實用新型的目的是通過以下措施實現的一種工業機器人，包括底座、大臂、小臂、小臂支架，所述大臂與底座轉動連接，所述小臂支架一端固定連接在小臂後部且另一端與大臂頂端轉動連接，其特徵在於所述小臂包括小臂殼體、第一電機、第二電機、第三電機、第一傳動鏈、第二傳動鏈、主軸、主軸第一外套、主軸第二外套、第一公轉支架、第二公轉支架、第一軸承座、第二軸、第二軸承座、第二俯仰支架、輸出軸、輸出軸承座、第一錐齒輪、第二錐齒輪、第三錐齒輪、第四錐齒輪、第五錐齒輪，所述第一電機、第二電機及第三電機安裝於小臂殼體後端，所述主軸與第三電機軸固定連接，所述主軸第二外套通過軸承套接於主軸，所述主軸第一外套通過軸承套接於主軸第二外套，所述第二電機通過第二傳動鏈與主軸第二外套傳動連接，所述第一電機通過第一傳動鏈與第一外套傳動連接；所述第一公轉支架一端與主軸第一外套固定連接，另一端與第一軸承座固定連接，所述第三軸通過軸承安裝在所述第一軸承座內，所述第四錐齒輪與第三軸固定連接；所述第二公轉支架一端與所述主軸第一外套固定連接，另一端與所述第二軸承座連接；所述第二軸通過軸承安裝於第二軸承座內且一端與所述第三錐齒輪固定連接，所述第二錐齒輪與主軸第二外套固定連接且與第三錐齒輪嚙合，所述第二軸通過軸承安裝於第二軸承座內，第二軸一端與所述第三錐齒輪固定連接且另一端與第二俯仰支架固定連接； 所述第二俯仰支架同與輸出軸承座固定連接；所述第一錐齒輪與主軸固定連接且與第四錐齒輪嚙合，所述輸出軸通過軸承安裝在輸出軸承座內且與第五錐齒輪固定連接，所述第五錐齒輪與所述第四錐齒輪嚙合。所述工業機器人，其進一步設計，特徵在於所述大臂包括大臂座、第四電機、第五電機、主承杆、隨動杆、俯仰杆、第四軸、第五軸、第六軸、滑動銷、滑槽杆，所述第四電機安裝在所述大臂座左側壁上，所述第六軸安裝在大臂座右側壁上且與第四電機軸同軸；所述第五電機安裝在大臂座右側壁上，所述主承杆一端與第四電機軸固定連接，另一端通過軸承與第四軸連接；所述小臂支架與所述第四軸固定連接，所述隨動杆下端通過軸承套接於第六軸，所述隨動杆上端通過軸承套接於第五軸。所述工業機器人，其進一步設計，特徵在於所述滑槽杆一端與第六軸固定連接且另一端開設有一滑槽，所述滑動杆通過滑槽與滑槽杆滑動連接；所述俯仰杆一端與滑動杆固定連接且另一端與第六電機軸固定連接。所述工業機器人，其進一步設計，特徵在於所述底座包括第六電機、第三傳動鏈， 所述第六電機通過第三傳動鏈與所述大臂座傳動連接。所述工業機器人，其進一步設計，特徵在於所述小臂支架包括左支架、右支架，所述左支架及右支架分別於所述第四軸及第五軸固定連接。所述第一軸承座上還裝有第一軸，第一軸與所述第三軸同軸安裝，所述第一軸上還固定連接有第一俯仰支架，所述第一俯仰支架另一端與輸出軸承座固定連接且與所述第二俯仰支架關於所述輸出軸對稱。本實用新型的有益效果1) 本實用新型主要以齒輪進行傳動，能保證傳動精確。2) 小臂的三個驅動電機安裝與小臂後端，在主要作業場景下，小臂重心落於底盤，結構較為穩定。3) 自由度較高，可以實現任意軌跡，能適應不同作業場合。4) 各電機的傳動機構結構緊湊卻又相互獨立運作，作業可靠性較高。

圖1為工業機器人主體結構主視圖；圖2為工業機器人主體結構側視圖；圖3為小臂內部結構圖；圖4為工業機器人傳動關係示意圖；圖中，1第一電機、2第二電機、3第三電機、4第一直齒輪、5第二直齒輪、6第三直齒輪、7第四直齒輪、8主軸、9主軸第一外套、10主軸第二外套、11第一公轉支架、12第二公轉支架、13第二軸承座、14第二錐齒輪、15第一軸、16第一軸承座、17第二軸、18第二俯仰支架、19第三錐齒輪、20第五錐齒輪、21第一錐齒輪、22第三軸、23輸出軸承座、M輸出軸、 25第一俯仰支架J6第四錐齒輪、27、小臂、27小臂殼體、觀大臂、四底座、30第六電機、31 小臂支架、32第五軸、33滑槽杆、34隨動杆、35俯仰杆、36大臂座、37第六軸、38第五電機、 39第四電機、40主承杆、41第四軸、31a右支架、31b左支架。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述如圖廣圖4所示，本實用新型的工業機器人，包括底座四、大臂28、小臂27、小臂支架31，其特徵在於大臂28與底座四轉動連接，小臂支架31 —端固定連接在小臂27後部， 另一端與大臂觀頂端轉動連接；小臂27包括小臂殼體27a、第一電機1、第二電機2、第三電機3、第一直齒輪4、第二直齒輪5、第三直齒輪6、第四直齒輪7、主軸8、主軸第一外套9、主軸第二外套10、第一公轉支架11、第二公轉支架12、第一軸15、第一軸承座16、第二軸17、 第二軸承座13、俯仰支架18、輸出軸M、輸出軸承座23、第一錐齒輪21、第二錐齒輪14、第三錐齒輪19、第四錐齒輪沈、第五錐齒輪20。第一電機1、第二電機2及第三電機3安裝於小臂殼體27a後端，主軸8與第三電機3軸固定連接，主軸第二外套10通過軸承套接於主軸 8，主軸第一外套9通過軸承套接於主軸第二外套10，第二電機2與第一直齒輪4固定連接， 第二直齒輪5與主軸第二外套10固定連接，第一直齒輪4與第二直齒輪5嚙合；第一電機 1與第三直齒輪6固定連接，主軸第一外套9與第四直齒輪7固定連接，第三直齒輪6與第四直齒輪7嚙合；第一公轉支架11 一端與主軸第一外套9固定連接，另一端與第一軸承座 16固定連接；第一軸15和第三軸22分別通過軸承同軸安裝在第一軸承座16兩側，第一軸 15與第一俯仰支架25 —端固定連接；第二公轉支架12 —端與主軸第一外套9固定連接， 另一端與第二軸承座13固定連接；第一俯仰支架25另一端與輸出軸承座23固定連接，第一錐齒輪21與主軸8固定連接且與第四錐齒輪沈嚙合，第二錐齒輪14與主軸第二外套10 固定連接且與第三錐齒輪19嚙合，第二軸17通過軸承安裝於第二軸承座13內且一端與第三錐齒輪19固定連接，另一端與第二俯仰支架18固定連接；第二俯仰支架18與輸出軸承座23固定連接，輸出軸M通過軸承安裝在輸出軸承座23內且與第五錐齒輪20固定連接， 第五錐齒輪20與第四錐齒輪沈嚙合。大臂28包括大臂座36、第四電機39、第五電機38、主承杆40、隨動杆34、俯仰杆 35、第四軸41、第五軸32、第六軸37、滑動銷42、滑槽杆33，第四電機39安裝在大臂座36左側壁上，第六軸37安裝在大臂座36右側壁上且與第四電機39軸同軸；第五電機38安裝在大臂座36右側壁上，主承杆40 —端與第四電機39軸固定連接，另一端通過軸承與第四軸 40連接；小臂支架31與第四軸41固定連接，隨動杆34下端通過軸承套接於第六軸37，隨動杆34上端通過軸承套接於第五軸32。滑槽杆33 —端與第五軸32固定連接且另一端開設有一滑槽，滑動銷42通過滑槽與滑槽杆33滑動連接；俯仰杆35 —端與滑動銷42固定連接且另一端與第五電機38軸固定連接。底座上安裝有以電機即第六電機30、第六電機30通過齒輪與大臂座36傳動連接。小臂支架31包括左支架31b、右支架31a，左支架31b及右支架31a分別於第四軸 41及第五軸32固定連接。本實用新型的工作過程如下作業時，通過與本實用新型相配套的控制系統驅動相應電機實現小臂27末端輸出軸M在作業空間的各種位置變化。當第六電機30收到驅動電流作用時轉動，通過齒輪傳動帶動大臂觀在水平面內以大臂座36為圓心轉動。當第四電機39與第五電機38配合轉動時，可以實現大臂觀和小臂27在豎直面內以第四電機39軸心為軌跡圓心的轉動，當第四電機39停止轉動而第五電機38轉動時，俯仰杆35帶動滑動銷42在滑槽杆33內滑動使得滑槽杆33轉動，從而使得小臂支架31相對於大臂觀發生轉動，實現小臂27與大臂觀之間的角度變化。當第一電機1轉動時，通過第三直齒輪6和第四直齒輪7帶動主軸第一外套9轉動，從而第一公轉支架U與第二公轉支架12轉動帶動第一軸承座16和第二軸承座13轉動，從而帶動第一俯仰支架25與第二俯仰支架18轉動，從而實現輸出軸27以主軸8圓心為轉動中心的轉動。當第二電機2轉動時，通過第一直齒輪4和第二直齒輪5帶動主軸第二外套10轉動，從而使得第二錐齒輪14轉動帶動第三錐齒輪19轉動，從而使得第二軸17轉動，從而使得第二俯仰支架18轉動，從而使得輸出軸M實現以第二軸17軸心為轉動中心的轉動。當第三電機3轉動時，主軸8轉動，使得第一錐齒輪21轉動帶動第四錐齒輪沈轉動，從而使得第五錐齒輪20轉動帶動輸出軸M以輸出軸M為轉動中心的轉動。輸出軸M上可連接法蘭，該法蘭可與一吸盤連接，本實用新型提供的工業機器人便可以在任意軌跡內拾取並放下相關物品。
權利要求1.一種工業機器人，包括底座、大臂、小臂、小臂支架，所述大臂與底座轉動連接，所述小臂支架一端固定連接在小臂後部且另一端與大臂頂端轉動連接，其特徵在於所述小臂包括小臂殼體、第一電機、第二電機、第三電機、第一傳動鏈、第二傳動鏈、主軸、主軸第一外套、主軸第二外套、第一公轉支架、第二公轉支架、第一軸承座、第二軸、第二軸承座、第二俯仰支架、輸出軸、輸出軸承座、第一錐齒輪、第二錐齒輪、第三錐齒輪、第四錐齒輪、第五錐齒輪，所述第一電機、第二電機及第三電機安裝於小臂殼體後端，所述主軸與第三電機軸固定連接，所述主軸第二外套通過軸承套接於主軸，所述主軸第一外套通過軸承套接於主軸第二外套，所述第二電機通過第二傳動鏈與主軸第二外套傳動連接，所述第一電機通過第一傳動鏈與第一外套傳動連接；所述第一公轉支架一端與主軸第一外套固定連接，另一端與第一軸承座固定連接，所述第三軸通過軸承安裝在所述第一軸承座內，所述第四錐齒輪與第三軸固定連接；所述第二公轉支架一端與所述主軸第一外套固定連接，另一端與所述第二軸承座連接；所述第二軸通過軸承安裝於第二軸承座內且一端與所述第三錐齒輪固定連接，所述第二錐齒輪與主軸第二外套固定連接且與第三錐齒輪嚙合，所述第二軸通過軸承安裝於第二軸承座內，第二軸一端與所述第三錐齒輪固定連接且另一端與第二俯仰支架固定連接；所述第二俯仰支架同與輸出軸承座固定連接；所述第一錐齒輪與主軸固定連接且與第四錐齒輪嚙合，所述輸出軸通過軸承安裝在輸出軸承座內且與第五錐齒輪固定連接，所述第五錐齒輪與所述第四錐齒輪嚙合。
2.根據權利要求1所述工業機器人，其特徵在於所述大臂包括大臂座、第四電機、第五電機、主承杆、隨動杆、俯仰杆、第四軸、第五軸、第六軸、滑動銷、滑槽杆，所述第四電機安裝在所述大臂座左側壁上，所述第六軸安裝在大臂座右側壁上且與第四電機軸同軸；所述第五電機安裝在大臂座右側壁上，所述主承杆一端與第四電機軸固定連接，另一端通過軸承與第四軸連接；所述小臂支架與所述第四軸固定連接，所述隨動杆下端通過軸承套接於第六軸，所述隨動杆上端通過軸承套接於第五軸。
3.根據權利要求2所述工業機器人，其特徵在於所述滑槽杆一端與第六軸固定連接且另一端開設有一滑槽，所述滑動杆通過滑槽與滑槽杆滑動連接；所述俯仰杆一端與滑動杆固定連接且另一端與第六電機軸固定連接。
4.根據權利要求2所述工業機器人，其特徵在於所述底座包括第六電機、第三傳動鏈，所述第六電機通過第三傳動鏈與所述大臂座傳動連接。
5.根據權力要求2所述工業機器人，其特徵在於所述小臂支架包括左支架、右支架， 所述左支架及右支架分別於所述第四軸及第五軸固定連接。
6.根據權利要求1所述工業機器人，其特徵在於所述第一軸承座上還裝有第一軸， 所述第一軸與所述第三軸同軸安裝，所述第一軸上還固定連接有第一俯仰支架，所述第一俯仰支架另一端與輸出軸承座固定連接且與所述第二俯仰支架關於所述輸出軸對稱。
專利摘要本實用新型屬工業機械領域，涉及一種工業機器人，包括底座、大臂、小臂、小臂支架，所述大臂與底座轉動連接，所述小臂支架一端固定連接在小臂後部且另一端與大臂頂端轉動連接，所述底座上安裝有一電機驅動大臂在水平面內旋轉，所述大臂包括第四電機、第五電機用以實現大臂與小臂整體在豎直面內相對於底座的轉動以及大臂與小臂之間的轉動，所述小臂包括第一電機、第二電機、第三電機，分別通過軸連接、齒輪連接最終實現輸出軸在工作空間內的三種轉動。本實用新型提供的工業機器人，通過多個關節的轉動能實現任意軌跡作業，作業適應性強，且各電機傳動機構之間結構緊湊且互相獨立工作，結構穩定，定位精確。
文檔編號B25J9/12GK202053251SQ201120142569
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者丁德健, 倪受東 申請人:南京工業大學